La geología de Kansas abarca la historia geológica y la roca y el suelo actualmente expuestos . La roca que aflora en el estado estadounidense de Kansas se formó durante el eón fanerozoico , que consta de tres eras geológicas : la Paleozoica , la Mesozoica y la Cenozoica . Las rocas paleozoicas en la superficie de Kansas son principalmente de los períodos Misisipi , Pensilvania y Pérmico .
Las rocas más antiguas de la superficie de Kansas son las rocas del Misisipio que consisten en calizas , esquistos , dolomías , pedernales , areniscas y limolitas . El Mississippian constaba de un entorno similar al actual. Los arroyos y ríos de rápido movimiento cortan el lecho de piedra caliza y, en algunos lugares, crean cavernas y sumideros . [2] Las rocas de Pensilvania consisten predominantemente en lutitas y calizas marinas y no marinas alternadas con algo de arenisca, carbón , pedernal y conglomerados. El Pensilvania fue una época en la que la región que ahora es el este de Kansas se mantuvo casi al nivel del mar. Entre la transgresión y regresión de los mares, se formaron pantanos y turberas que depositaron vegetación muerta y luego, después de ser enterrada bajo sedimentos más jóvenes, esta vegetación muerta se convirtió en carbón. [2] Las rocas pérmicas consisten predominantemente en calizas, lutitas y evaporitas . El Pérmico en Kansas comenzó como un entorno formado por mares cálidos y poco profundos. A medida que avanzaba el Pérmico, el clima se volvió muy seco y los mares comenzaron a hundirse, creando masas de agua aisladas del mar abierto, lo que a su vez creó áreas para la generación de lutitas oscuras y minerales evaporíticos como la halita y el yeso a medida que las aguas se evaporaban. . [2] El final del Pérmico marca el período de extinción más grande en la historia de la Tierra; Más del 90% de toda la vida desapareció.
Las rocas mesozoicas en la superficie de Kansas consisten predominantemente en rocas del Cretácico . Un afloramiento relativamente pequeño de sedimentos jurásicos está expuesto en la esquina suroeste del estado. Las rocas de la edad cretácica consisten en piedra caliza , creta , esquisto y arenisca. El Cretácico en Kansas era un ambiente marino o de océano abierto dominado por plantas y animales marinos microscópicos que flotaban o nadaban cerca de la superficie de este antiguo cuerpo de agua. [2] A medida que estas criaturas microscópicas morían, se hundían hasta el fondo, formaban un lodo suave y calizo, y preservarían a cualquier criatura más grande que muriera y se hundiera en él.
Las rocas cenozoicas en la superficie se formaron durante los períodos Paleógeno , Neógeno y Cuaternario . Las rocas del Paleógeno al Neógeno en Kansas consisten en limo de río, arena, calizas de agua dulce y algo de ceniza volcánica derivada de erupciones en el oeste de los Estados Unidos. Cerca del comienzo del Paleógeno, se formaron las Montañas Rocosas , al igual que los arroyos y ríos que se dirigían hacia el este desde las montañas hacia Kansas. Durante 60 millones de años de erosión , las Montañas Rocosas crearon una cuña de material que se extendió hasta Flint Hills en el este de Kansas. [2] Las rocas cuaternarias en Kansas consisten en lo siguiente: deriva glacial ; limo, arena y grava de río; arena de dunas ; y limo arrastrado por el viento. El período Cuaternario en el oeste de Kansas fue muy similar al Neógeno; la erosión continua de las Montañas Rocosas depositó sedimentos adicionales. [2]
Kansas se ha dividido en once regiones fisiográficas diferentes . [4]
Las calizas del Mississippi y los pedernales de la meseta de Ozark están expuestos en el extremo sureste de Kansas, en el condado de Cherokee . [5] Esta zona era parte del distrito triestatal de los siglos XIX y XX. Galena era un centro de minería de plomo y zinc en la zona. [6]
Las tierras bajas Cherokee son una región del sureste de Kansas, inmediatamente al norte y al oeste de la meseta de Ozark en los condados de Cherokee, Labette , Crawford y Bourbon . Las tierras bajas se desarrollan en áreas de colinas suavemente onduladas desarrolladas sobre esquisto y arenisca del Grupo Cherokee de la edad de Pensilvania. El Grupo Cherokee se caracteriza por sus ricos depósitos de carbón en Kansas y en todo el medio oeste de los Estados Unidos. [7]
La región de Osage cuesta se encuentra en veinte condados del sureste de Kansas. Las cuestas son una región de escarpes orientados de este a sureste (de 50 a 200 pies [15 a 61 m] de altura) formados sobre unidades de piedra caliza resistentes que descienden suavemente hacia el oeste y noroeste. Las áreas entre escarpes están sustentadas por lutitas. La región de cuesta contiene carbón, esquisto negro y algunas lutitas bituminosas . Los umbrales de lamproita se encuentran dentro de las unidades de cuesta de los condados de Woodson y Wilson . Estas rocas ígneas inusuales fueron invadidas en el Período Cretácico. [8] [9]
Las colinas Chautauqua representan una región estrecha en el sureste de Kansas de crestas cubiertas de arenisca y colinas onduladas. Las areniscas de la edad de Pensilvania se depositaron en un gran valle fluvial. Las areniscas son el miembro de arenisca de Tonganoxie de la Formación Stranger y el miembro de arenisca de Irlanda de la Formación Lawrence. Las colinas se encuentran en las partes occidentales de los condados de Montgomery , Wilson y Woodson y en los bordes orientales de los condados de Chautauqua , Elk y Greenwood . Las areniscas continúan hasta el norte de Oklahoma. [10]
Flint Hills se desarrolló en la exposición norte-sur de calizas de cerezo del Pérmico . La región se extiende desde el condado de Marshall en el norte, hasta el condado de Cowley y hasta el norte de Oklahoma, donde se les conoce como Osage Hills . Las calizas del Pérmico contienen abundante pedernal (o pedernal) resistente a la intemperie y los residuos y suelos de las cimas de las colinas y los lechos de los arroyos de la región contienen abundantes gravas de pedernal. En los condados de Riley y Marshall se producen exposiciones superficiales de las raras kimberlitas ígneas . Las diatremas de kimberlita son de edad Cretácica. No se han encontrado diamantes en los yacimientos de kimberlita de Kansas. Se han informado cristales de granate de kimberlitas en gravas de arroyos locales. [11] [12] [13]
Red Hills cubre una sección del sur de Kansas en los condados de Clark , Comanche y Barber a lo largo de la frontera con Oklahoma. Las Colinas Rojas reciben su nombre por su color derivado de los lechos rojos del Pérmico que afloran y subyacen a la región. El color rojo es producido por los abundantes óxidos de hierro en los sedimentos meteorizados. La región está sustentada por lutitas rojas, limolitas y areniscas junto con dolomitas intercaladas y capas de evaporita de yeso . Cerca de Sun City , en el noroeste del condado de Barber, se extraen enormes depósitos de yeso . Las Gyp Hills cerca de Medicine Lodge recibieron su nombre del yeso de la Formación Blaine. El yeso soluble, la anhidrita y la dolomita producen numerosas cuevas en la zona. [14] [15] La Gran Cuenca del condado de Clark es una característica de colapso por disolución de 1,2 millas (2 km) de diámetro y 115 pies (35 m) de profundidad que se formó por la disolución de lechos de sal en el subsuelo.
Smoky Hills constituye una gran zona del centro norte de Kansas. El área está sustentada por sedimentos del Cretácico. Las rocas que afloran en el área incluyen las areniscas de la Formación Dakota , la Caliza Greenhorn y la gruesa Niobrara Chalk . Estratigráficamente, Dakota está superpuesta por Greenhorn y Niobrara. Dakota aflora en la parte oriental de la región como crestas resistentes que se inclinan suavemente hacia el oeste. Aunque las areniscas son las más resistentes y, por tanto, las más destacadas, las Dakota incluyen lutitas y arcillas. La formación contiene abundantes óxidos de hierro de color marrón y en la zona se encuentran muchas concreciones . En las partes occidentales del área, el lecho de roca es tiza fosilífera de la Formación Niobrara, que incluye el miembro Smoky Hill Chalk que se destaca por abundantes fósiles de peces y reptiles marinos . [16] [17]
El tercio occidental de Kansas se encuentra en el área de High Plains. El punto más alto de Kansas, el Monte Girasol (4039 pies (1231 m)), se encuentra en la región fisiográfica de High Plains. El levantamiento tectónico de las Montañas Rocosas durante el Cenozoico provocó la erosión y la deposición de grandes cantidades de sedimentos no marinos hacia el este a través de las Altas Llanuras. La Formación Ogallala consiste en una gran cuña de arenas y limos no consolidados que es un acuífero importante debajo de las llanuras. El Ogallala contiene una capa de arenisca cementada con ópalo . En la esquina suroeste del estado, en el condado de Morton, afloran rocas de la edad jurásica a lo largo del río Cimarrón . Los depósitos de loess cubren gran parte de las Altas Llanuras del norte y noroeste de Kansas. [18] [19]
La esquina noreste del estado, al norte del río Kansas y al este del río Big Blue , está cubierta por escombros glaciales depositados durante las glaciaciones preillinoianas que ocurrieron hace 600.000 años en el Pleistoceno . El lecho de roca de Pensilvania y Pérmico está enterrado bajo gruesos depósitos de escombros glaciales, en gran parte loess. El derretimiento de los glaciares dejó una variedad de irregularidades glaciales . Muchos de estos son de cuarcita sioux transportada hacia el sur desde el área de Sioux Falls, Dakota del Sur . [20]
Las tierras bajas de Wellington-McPherson del centro-sur de Kansas en los condados de Sumner , Sedgwick , Harvey y McPherson están sustentadas por sedimentos fluviales depositados en el valle ancestral del río Arkansas durante la época del Pleistoceno, hace uno o dos millones de años. Los sedimentos consisten principalmente en arenas, limos y gravas. Estos incluyen los sedimentos del acuífero Equus Beds , llamados así por los fósiles de caballos modernos del Pleistoceno que contienen. También debajo de esta área se encuentra el lecho de sal Pérmico Hutchinson , que alcanza un espesor de 400 pies (120 m). El área también contiene dunas de arena inactivas. [21]
Las tierras bajas del río Arkansas siguen el curso del río Arkansas a través del suroeste y centro-sur de Kansas. La amplia llanura aluvial contiene grandes cantidades de arena y limo transportados desde las Montañas Rocosas por el río. Un área importante de dunas de arena se encuentra en el lado sur de la llanura formada por los vientos predominantes de los glaciares del norte durante el Pleistoceno. [21]
La geología del subsuelo de Kansas consta de varias secuencias de estratos sedimentarios depositados en el basamento precámbrico del Cratón norteamericano .
Bajo Kansas existen varias estructuras regionales del subsuelo, incluidas cinco cuencas sedimentarias . Estas estructuras son importantes para controlar los vastos depósitos de petróleo y gas natural del estado. El levantamiento del centro de Kansas es un amplio arco en las rocas del centro-oeste de Kansas. Las unidades de roca dentro de este arco han sido importantes productoras de petróleo. La cuenca Anadarko del suroeste de Kansas contiene una importante cantidad de gas natural. La cuenca de Sedgwick, la cuenca Cherokee y la cuenca de Forest City del sur y este de Kansas también producen petróleo y gas natural. [22]
El levantamiento de Nemaha es una zona de falla profunda que corre diagonalmente a través del este de Kansas y se extiende desde el sur de Omaha, Nebraska hasta Oklahoma City . Esta zona de falla se superpone directamente a una "alta" de granito en el basamento precámbrico y es estructuralmente activa como la falla de Humboldt . A unas cincuenta millas al oeste, la extensión más meridional del sistema de Rift Proterozoico del Medio Continente se extiende hasta el noreste de Kansas. [23]
Los dos tercios del norte de Kansas están sustentados por una secuencia proterozoica conocida como Orógeno de las Llanuras Centrales. Las rocas ígneas y metamórficas de esta zona orogénica se consideran una extensión del cinturón plegado de 1,7 Ga expuesto en Colorado y Wyoming. [24] Aproximadamente un tercio del sur del estado está sustentado por la provincia de riolita de granito del sur que data de 1,35 a 1,48 Ga. [24] [25]